VOLUMETRIA Y MEDICIONES, EQUIPO, MATERIAL Y TECNICAS ASOCIADAS CON EL ANALISIS Danilo Beltrán cód. 2131051027 Nathaly Caicedo cód. 2131051051 John Córdoba cód. 2131051079 Facultad de Medicina Veterinaria (Universidad de Nariño) Pasto (Nariño-Colombia)
[email protected] 2013
RESUMEN Tras el conocimiento de los materiales a utilizar se procedió a realizar la medición de diferentes volúmenes de agua, en instrumentos como: Erlenmeyer, bureta, probetas, pipetas, balón aforado, haciendo el traspaso de estos volúmenes entre estos instrumentos, buscando establecer la precisión y exactitud de cada medición y de cada instrumento de medida. Para ello cada estudiante realizo este procedimiento con la intención de obtener valores de error absoluto o relativo y de esta forma poder familiarizarse con el uso de los materiales y corregir errores para futuras prácticas de laboratorio. Se obtuvo que estos volúmenes pueden variar entre una medida y otra y desde un recipiente graduado a un aforado y viceversa, por ello se hace necesario manejar debidamente y con responsabilidad los instrumentos y reactivos para obtener los resultados que se desean. INTRODUCCION “Hacer una medición implica (con frecuencia) leer una escala, también es posible medir un cantidad por diferentes métodos, entonces se debe observar si las mediciones concuerdan entre sí. No hay forma alguna de medir el “El valor verdadero” de algo, lo mejor es aplicar una técnica que sea digna de confianza. Siempre habrá una incertidumbre asociada a un resultado. Antes de realizar mediciones utilizando volúmenes o pesos, debemos tener en cuenta conceptos como “Exactitud, Precisión, Reproducibilidad, Repetitividad, Error Absoluto, Error Relativo, con el fin de lograr un trabajo más riguroso y con mejores resultados. Si vamos hacer una medición de un volumen determinado, debemos realizar varias mediciones con el fin de que el dato sea confiable, razón por la cual se calcula la “Media” La media o promedio es el valor más utilizado, consiste en la suma de los valores medidos dividido entre el número total de valores ¿Qué tanto podemos confiar en las repeticiones que se han realizado?. La repetitividad de las medidas se denomina precisión, e indica la cercanía entre dos o más resultados que miden la misma propiedad. La desviación 1
estándar, S, expresa que tanto se agrupan los datos alrededor de la media; en cuanto sea más pequeña la desviación estándar más precisas han sido las medidas. La exactitud indica lo cerca que está una medición del “valor real” de la propiedad, las mediciones pueden ser precisas sin ser exactas, pero sin embargo, si la medición es exacta y no precisa, se trata de un golpe de suerte. Para asegurar que las mediciones sean exactas, los instrumentos de medida deben estar calibrados y ser manipulados correctamente por el operario. Errores en la medición: El error es la medida de la diferencia existente entre el valor observado (Xi) y el valor verdadero (Xo). Si el error es pequeño comparado con la magnitud de la cantidad medida, se dice que la medida es exacta. Los errores experimentales en una medición pueden clasificarse en sistemáticos y aleatorios. Un error sistemático o determinado es aquel que tiene causa y valor conocido, se puede detectar y corregir. Estos errores pueden ser debidos al operario, instrumento o método. El error aleatorio o indeterminado es aquel del que se desconoce su causa y valor, no puede calcularse, ni predecirse, ni evitarse. En medidas de alta sensibilidad, los valores fluctúan al azar alrededor del promedio. El error se puede cuantificar por medio del error absoluto y el error relativo. El error absoluto se define como la diferencia absoluta entre el valor experimental Xi y el valor verdadero o teórico Xo de la medida Eab Xi-Xo El error relativo se expresa como la relación entre el error absoluto y el verdadero valor (o valor teórico), se suele expresar en términos de porcentaje de error. Los instrumentos de laboratorio de uso común no deben superar en sus medidas el 5% de error relativo. % Error = (Xi – Xo /Xo) Rechazo de datos: Los criterios para rechazar o aceptar los datos depende del grado de aproximación de los instrumentos de medida y de la variabilidad de la propiedad que se mide. Un criterio que suele emplearse para evitar que el promedio sea afectado por los valores extremos o muy lejanos es el del porcentaje de desviación, el cual muestra con claridad la desviación de los resultados obtenidos con respecto al promedio. %desviación = (S *100) / X El material de vidrio cuya finalidad es la medida exacta de un volumen está calibrado para contener un volumen definido como es el caso del material aforado
2
(balones y pipetas) y el material graduado con mínimas divisiones iguales o inferiores a 0.1 ml. (buretas y pipetas) USO DE LA PIPETA
TECNICAS PARA EL USO DE BURETAS.
MEDIDA DE VOLUMENES. Cuando una superficie de vidrio presenta suciedad o grasa la película de líquido que soporta no es uniforme, se rompe, interfiriendo con la medida exacta del volumen. Cuando un líquido está dentro de un tubo estrecho tal como una pipeta o una bureta se nota que la superficie presenta una marcada curvatura llamada menisco, importante en la determinación del volumen, en la lectura se debe procurar que el ojo del operador esté a nivel del líquido, como se indica en la figura:”
3
Con la realización de esta práctica de laboratorio se busca principalmente: familiarizar al estudiante con las clases de materiales de vidriería, metal y porcelana; adquirir destreza en la medición de diferentes volúmenes; conocer la diferencia entre material aforado y graduado y por ultimo poder diferenciar conceptos tales como: precisión, exactitud, error absoluto y relativo. RESULTADOS 1. Mínima división de cada instrumento recibido:
Bureta de 25 ml.
-
0,1 ml.
Beaker de 400 ml Beaker de 250 ml Beaker de 100 ml. -
50 ml. 25 ml. 10 ml.
Pipeta graduada de 10 ml. Pipeta aforada de 10 ml. -
0,1 ml. 10 ml. De volumen fijo.
Balón aforado de 25 ml.
25 ml. De volumen fijo
-
4
Probetas de 25ml. y 50 ml. Tubos de ensayo pequeño Mediano Grande
-
1 ml.
-
9 ml. 13.5 ml. 21 ml.
10 cm. 10 cm. 15.2 cm.
2. manejo de pipeta:
El manejo de la pipeta es indispensable para todos los procesos de medición, por ello es necesario que cada estudiante realice la práctica con este elemento para que aprenda a familiarizarse con él. Su manejo se hace con el dedo índice para controlar el vaciado de su contenido ya sea gota a gota o en chorro. También es importante saber que se debe hacer uso de un pipeteador para sustancias toxicas o corrosivas absteniéndose de hacerlo con la boca. 3. Medición de volúmenes
5
Balón aforado 25 ml.
Hacia
probeta de 50ml.
1. Xo = 25ml 2. Xo = 25ml 3. Xo = 25ml
Xi = 26 ml Xi = 26 ml Xi = 25 ml
Media: 25,66 = Xi final Error Absoluto: Eab Eab = Xi – Xo Eab = 25,66 ml. – 25 ml. Eab = 0,66 ml.
50 ml.
Error Relativo: %E %E = (Eab/Xo) x 100 %E = (0,66/25) x 100 %E = 0,0264 x 100 %E = 2,64
Aforado 25 ml
Error absoluto (Eab): 0,66 Error relativo (%E): 2,64 Precisión: precisa porque no supera el 5% de error relativo Exactitud: la medida es exacta ya que el error es pequeño comparado con la magnitud de la cantidad medida. Existe un error sistemático por exceso
Balón aforado 25 ml.
Hacia
1. Xo = 25ml 2. Xo = 25ml 3. Xo = 25ml
probeta de 25ml. Xi = 25 ml Xi = 25 ml Xi = 25 ml
Media: 25 = Xi final Error Absoluto: Eab Eab = Xi – Xo Eab = 25 ml. – 25 ml. Eab = 0 Error Relativo: %E %E = 0
25 ml.
Aforado 25 ml
Error absoluto (Eab): 0 Error relativo (%E): 0 Precisión: medida precisa Exactitud: medida exacta no hay errores en la medición. 6
Balón aforado 25 ml.
Hacia
bureta de 25 ml.
1. Xo = 25ml 2. Xo = 25ml 3. Xo = 25ml
Xi = 24,8 ml Xi = 24,6 ml Xi = 24,8 ml.
Media: 24,73 = Xi final Error Absoluto: Eab Eab = Xi – Xo Eab = 24,73 ml. – 25 ml. Eab = - 0,27 Error Relativo: %E %E = (Eab/Xo) x 100 %E = (-0,27/25) x 100 %E = - 0,0108 x 100 %E = - 1,08
25ml.
Aforado 25 ml
Error absoluto (Eab): - 0,27 Error relativo (%E): - 1,08 Precisión: medida precisa, no supera el 5% de error relativo Exactitud: medida exacta, error pequeño comparado con la magnitud de la muestra. Se presentó un error sistemático y el signo negativo en este caso expresa un error por defecto.
Pipeta aforada de 10 ml.
1. Xo = 10 ml 2. Xo = 10 ml 3. Xo = 10 ml Media: 10 ml. = Xi final
Hacia
probeta de 25 ml. Xi = 10 ml Xi = 10 ml Xi = 10 ml
Error Absoluto: Eab Eab = Xi – Xo Eab = 10 ml. - 10 ml Eab = 0 Error Relativo: %E %E = 0
25ml. Aforada 10 ml
Error absoluto (Eab): 0 Error relativo (%E): 0 Precisión: medida precisa 7
Exactitud: medida exacta no hay errores en la medición.
Beaker de 100 ml.
1. 2. 3. Media: 48,3 ml.
Hacia
Xo = 50 ml. Xo = 50 ml. Xo = 50 ml. = Xi final
probeta de 50 ml. Xi = 48 ml. Xi = 48 ml. Xi = 49 ml.
Error Absoluto: Eab Eab = Xi – Xo Eab = 48,3 ml - 50 ml. Eab = - 1,7 ml Error Relativo: %E %E = (Eab/Xo) x 100 %E = (- 1,7/50) x 100 %E = - 0,034 x 100 %E = - 3,4
100 ml
50 ml.
Error absoluto (Eab): - 1,7 Error relativo (%E): - 3,4 Precisión: la medición es precisa, el error relativo no supera el 5% Exactitud: medida exacta, el error es pequeño comparado con la magnitud de la medida. Error sistemático, el signo negativo indica la presencia de un error por defecto
Beaker de 250 ml. 1. Xo = 50 ml. 2. Xo = 50 ml. 3. Xo = 50 ml.
Hacia
probeta de 50 ml. Xi = 50 ml. Xi = 50 ml. Xi = 50 ml.
= Xi final Error Absoluto: Eab Eab = Xi – Xo Eab = 50 ml. - 50 ml. Eab = 0 Error Relativo: %E %E = 0
250 ml
50 ml.
Error absoluto (Eab): 0 Error relativo (%E): 0 Precisión: medida precisa Exactitud: medida exacta no hay errores en la medición. 8
Beaker de 400 ml.
1. Xo = 50 ml. 2. Xo = 50 ml. 3. Xo = 50 ml. Media: 50 ml. = Xi final
Hacia
probeta de 50 ml. Xi = 50 ml. Xi = 50 ml. Xi = 50 ml.
Error Absoluto: Eab Eab = Xi – Xo Eab = 50 ml. - 50 ml. Eab = 0 Error Relativo: %E %E = 0
400 ml
50 ml.
Error absoluto (Eab): 0 Error relativo (%E): 0 Precisión: medida precisa Exactitud: medida exacta no hay errores en la medición. DISCUSION. Los tamaños y volúmenes de los diferentes elementos son muy variados y su uso depende del tipo de procedimiento a realizar y la cantidad de volumen que vayamos a manejar para tales procedimientos; elementos tales como pipetas graduadas, buretas, probetas nos permiten medir pequeños volúmenes, los cuales necesitan mayor destreza en su manejo para evitar accidentes; los Baker y probetas de volúmenes grandes sirven para manejar cantidades mayores y los elementos aforados tales como pipetas y balones nos sirven para medir volúmenes fijos (10ml., 25ml., 1ml.). De los tres errores que se presentaron 2 de ellos fueron de un elemento aforado a un elemento graduado y en el último caso de un elemento con mayor capacidad a uno de menor capacidad, lo que nos permite observar que además del error sistemático, puede existir variación de volúmenes entre los aforados y los graduados en cuyo caso cabe decir que su manejo merece mucho cuidado y alto grado de responsabilidad, cuando se deba manipular sustancias o reactivos altamente volátiles inclusive aun en pequeños volúmenes. En los procedimientos en los cuales no se presentaron errores de medición se utilizó principalmente elementos graduados, lo que nos indica que estos son mucho más precisos para la medición, siempre y cuando exista una buena manipulación de los mismos. También podemos ver que los elementos cuya unidad de medición es menor presentan mayor exactitud y precisión en la medición de pequeños volúmenes. 9
Se puede observar que de los 7 procedimientos de medición realizados 3 presentaron errores es decir que aproximadamente hubo un 43 % de error en las mediciones, sujetos principalmente a errores sistemáticos y de manejo inadecuado de los elementos; el no tener en cuenta aspectos importantes como asegurarse de que los recipientes estén totalmente vacíos y limpios para cada procedimiento a realizar ayuda a que se presenten este tipo de errores. CONCLUSIONES Se logró conocer el material de laboratorio en especial la vidriería y mediante los diferentes procesos de medición de volúmenes y capacidades y la comparación entre ellos se pudo observar que su utilización depende de los volúmenes que vayamos a utilizar en cuyo caso habrá procedimientos en los cuales algunos instrumentos sean más útiles que otros. Se aprendió sobre los adecuados métodos de utilización de cada uno de los instrumentos y materiales de laboratorio, así como también, sobre los pasos que se deben tener en cuenta para su debida limpieza, manejo, transporte y almacenamiento, tanto de los materiales mismos como de los reactivos usados para cada práctica. Se logró identificar y reconocer conceptos tales como precisión, exactitud, error sistemático, error absoluto, error relativo y se pudo ver mediante la experimentación su aplicación y que de su conocimiento también depende mucho el que los resultados de la práctica sean los deseados o en caso contrario, nada de lo que se esperaba. Se aprendió el manejo adecuado y las recomendaciones para el uso de las pipetas mediante la repetición de procesos de medición y comparación de volúmenes. Se adquirió destreza en el manejo de los instrumentos de laboratorio y su utilización para los procesos de medición, gracias a procesos de repetición y comparación. BIBLIOGRAFIA. Trabajar con aparatos de laboratorio – una guía. Información sobre la medición del volumen. BRAND GMBH + CO KG P.O. Box 11 55 97861 Wertheim/Main. Acceso febrero de 2013. Disponible en: http://www.brand.de/fileadmin/user/pdf/Information_Vol/Brochuere_Volumenmessu ng_ES_1110.pdf
10
